淺談影響水中耗氧量檢測的因素

范靜波

摘 要：由于影響測定的因素很多，測量過程的主觀因素影響很大，確定水中氧氣消耗是水質(zhì)監(jiān)測中的主要難點之一。在本文中，酸性高錳酸鉀和返滴定被用來研究，通過配置標(biāo)準溶液的測定方法探究影響耗氧量的因素以及注意事項。

關(guān)鍵詞：耗氧量；測定；因素

中圖分類號：X832 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0375-01

1 定 義

耗氧量也稱化學(xué)需氧量，用COD表示。在一定條件下，當(dāng)使用高錳酸鉀作為氧化劑，將1L水中的還原物質(zhì)氧化需要的氧氣的量（以mg為單位），并且將需要的高錳酸鉀的量轉(zhuǎn)化為氧氣（O2）計算，所以又稱作高錳酸鉀指數(shù)。水中的物質(zhì)部分具有還原性，主要為有機物，如腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)、碳水化合物、酯類等。另一種是無機物，含量較少。地下動植物的肢體分解、人們的生活污水和工業(yè)廢水的排放是有機物的主要來源。因此，有機物存在于被污染的水中，導(dǎo)致COD增加。耗氧量能間接反映水受有機污染的程度，是衡量水體受有機物污染總量的一項重要指標(biāo)。

2 實驗以及反應(yīng)原理

2.1 實驗儀器及試劑

為完成本次實驗，主要需要的實驗儀器有250mL錐形瓶、棕色滴定管、電熱恒溫水浴鍋等，主要需要的是實驗試劑有1+3硫酸溶液、草酸鈉標(biāo)準溶液、高錳酸鉀標(biāo)準貯備溶液等。

2.2 實驗過程

在準備實驗時，需要對錐形瓶做預(yù)處理。首先將1mL H2SO4和適量的KMnO4標(biāo)準溶液放入250mL錐形瓶中，煮沸，用Na2C2O4（草酸鈉）標(biāo)準溶液滴定，至樣品溶液呈現(xiàn)淡紅色。開始實驗時，將100mL充分混勻的水樣于處理過的錐形瓶中，加5mLH2SO4，滴入10.00mLKMnO4標(biāo)準溶液，置于沸騰水浴鍋中加熱，加熱結(jié)束后，立即向其中加10mLNa2C2O4標(biāo)準溶液，充分搖動直至褪色。用酸性滴定管裝高錳酸鉀標(biāo)準溶液，向錐形瓶中滴，直到呈現(xiàn)紅色，記錄KMnO4標(biāo)準溶液用量V1，此時是滴定終點。加10mLNa2C2O4標(biāo)準溶液于已經(jīng)達到滴定終點的水樣中，用KMnO4標(biāo)準溶液滴定直至呈微紅色后記錄KMnO4標(biāo)準溶液用量V2。

2.3 反應(yīng)原理

樣品中入定量KMnO4和H2SO4，在沸水浴中加熱30min，在這個過程中，樣品中的某些有機物質(zhì)和無機還原性物質(zhì)被KMnO4氧化，等待其充分反應(yīng)后，再加過量Na2C2O4使未反應(yīng)的高錳酸鉀還原，隨后再用KMnO4標(biāo)準溶液回滴過量的Na2C2O4，通過計算，可以得知樣品中1L水中消耗氧的量。反應(yīng)式如下：

4KMnO4+5C+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2+6H2O（1）

2KMnO4+5NaC2O4+8H2O=K2SO4+2MnSO4+5NaSO4+10CO2+8H2O（2）

3 影響因素

在耗氧星標(biāo)準配制值為3.28mg/L（國家標(biāo)準物質(zhì)中心）的情況下，分析影響因素。

3.1 取 樣

樣品中含有多少還原物質(zhì)對耗氧量實驗結(jié)果影響最大，因此，取樣要求具有代表性，通常在搖勻后再量取，并且盡快進行分析，防止水樣放置時間久而被污染。

3.2 加熱時間

取樣50mL，保持其他條件不變，水浴溫度控制在100℃，不同加熱時間可獲得不同的耗氧量。加熱10min，耗氧量平均為3.08mg/L；加熱20min，耗氧量平均為3.16mg/L；加熱20min，耗氧量平均為3.27mg/L；加熱40min，耗氧量平均為3.41mg/L。實驗結(jié)果表明，一定濃度下加熱，較長時間的耗氧，檢測到的耗氧量就越大，反之，檢測到的耗氧量就會偏小。因此，精確加熱時間對研究耗氧量很重要，在測定過程中要重點把控加熱時間，以提高測量精確度。

3.3 溶液酸度

實驗表明，在同等條件下，1：3H2SO4溶液中氧化程度低于在1：1H2SO4溶液中的氧化程度，說明溶液的酸度對實驗結(jié)果有直接影響，而提高酸度所測結(jié)果明顯增大。在酸性較弱時，KMnO4的氧化能力也很弱，對于水樣中的物質(zhì)進行的氧化并不徹底，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，影響了實驗結(jié)果的準確性，不能對水質(zhì)進行準確的評價。適當(dāng)提高酸度可以增加錳酸鉀的氧化能力，使水中的還原性物質(zhì)盡可能的發(fā)生完全氧化，以使測定結(jié)果更精確。

3.4 滴定溫度

水浴溫度控制在100℃，在不同滴定溫度下分析耗氧量。實驗結(jié)果顯示：開始滴定溫度>95℃，平均耗氧量為2.93mg/L；85～95℃，平均耗氧量為3.27mg/L；75～85℃，平均耗氧量為3.27mg/L；溫度<65℃，平均耗氧量為3.43mg/L。實驗結(jié)果顯示，滴定溫度越低，耗氧量越大，并且影響較大。

3.5 滴定終點

滴定終點是當(dāng)水樣剛出現(xiàn)淡淡的粉紅色并保持30s不褪色。顏色過深或過淺都會導(dǎo)致實驗結(jié)果不正確。如果選定滴定管，最好根據(jù)滴定液選擇合適的滴定管，通常選用10mL棕色滴定管，容量過大的話，會增大誤差。并注意任何滴定應(yīng)從零開始，以最小化誤差，提高準確性。

4 注意事項

（1）本方法適用于水源水、生活用水和地面水的測定，且水樣氯化物濃度不大于300mg/L，其測定范圍為0.05～5.0mg/L，污染較重時應(yīng)先稀釋再測定。

（2）應(yīng)采用酸式滴定管裝高錳酸鉀溶液，因為高錳酸鉀是強氧化劑，避免腐蝕堿式滴定管的乳膠管。

（3）因為濾紙會被高錳酸鉀會氧化，導(dǎo)致破壞濾紙，同時還會污染溶液，所以高錳酸鉀溶液（0.100moL/L）過濾不用濾紙，避免過濾操作對實驗的影響。

（4）水浴鍋內(nèi)的水位要比錐形瓶高，水位低會導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)進行不徹底，導(dǎo)致結(jié)果偏低。為保證瓶內(nèi)的水樣均勻完全的發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)將錐形瓶要放到適當(dāng)位置并且穩(wěn)當(dāng)。

（5）水樣加熱時應(yīng)該加蓋，使之充分氧化。與此同時還有效的防止水樣中被測物質(zhì)被蒸發(fā)損失掉，導(dǎo)致結(jié)果偏低的可能。

5 結(jié) 語

通過實驗可以得知，水樣的加熱時間、水浴溫度、滴定溫度以及速度甚至更多因素都對測定耗氧量的實驗結(jié)果產(chǎn)生較大影響，其中，重要的是嚴格把控加熱的時間以及控制滴定時溫度，以助于提高實驗的真實性。

水質(zhì)檢測指標(biāo)眾多，難點也不少，而這個耗氧量又是難點中的重點。其實驗結(jié)果被時間、溫度等因素牽制。加深理解氧化還原反應(yīng)的原理，調(diào)整好其反應(yīng)條件，在標(biāo)定、取樣、滴定時多加注意，不難得到想要的實驗結(jié)果。

參考文獻

[1]梁曉英.淺談影響水中耗氧量檢測的因素[J].低碳世界，2013（18）：125～126.

[2]詹 萍，陳 紅.淺析水中耗氧量測定的影響因素[J].健康必讀（下旬刊），2012（09）：132～133.

收稿日期：2018-9-12